РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Сияние от слияния: Рождение квазаров

Вряд ли в целой Вселенной найдется что-нибудь мощнее квазаров. Но природа этих колоссальных источников излучения остается неизвестной – лишь теперь на этот счет появились довольно обоснованные предположения.
Сияние от слияния: Рождение квазаров

Один из самых интересных для изучения небесных объектов — квазары, чрезвычайно мощные и компактные источники излучения, которые называют иногда «маяками Вселенной». В некотором роде, квазары — это «космические генераторы», вырабатывающие и выбрасывающие в пространство колоссально мощное излучение и джеты материи. Имея размеры примерно с нашу Солнечную систему, они сияют ярче, чем целые галактики, и могут непрерывно светиться до 100 млн лет. Представляете, какая колоссальная энергия сокрыта в них?

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Хотя открыты квазары были еще в 1950-х, а сегодня известны уже тысячи квазаров, долгое время ученые вообще не могли понять природу этих тел. Наиболее популярна теория, согласно которой квазары представляют собой очень плотный и быстро вращающийся аккреционный диск раскаленной материи, падающей по длинной спирали в «чрево» сверхмассивной черной дыры в центре какой-нибудь далекой галактики. С другой стороны, имеется масса примеров тому, что сверхмассивные черные дыры не образуют никаких квазаров — так происходит в нашей собственной галактике.

Возможно, мы просто не можем их разглядеть? Если эти квазары слишком молоды (по их, конечно, меркам), они могут быть окружены чрезвычайно плотным газопылевым облаком. Материя этого облака поглощает излучение квазара — и, в свою очередь, начинает испускать излучение само. Тогда квазар видится нам, как раскаленное облако газа и пыли, сам оставаясь скрытым. Такое предположение было высказано в конце 1990-х.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Чтобы заглянуть за эту пелену, гавайский астроном Эзекиль Трейстер (Ezequiel Treister) и его коллеги из 100 тыс. снимков, сделанных орбитальным телескопом Hubble, отобрали 200 подходящих галактик. Самые древние из них расположены в 11 млрд световых лет от нас — т. е., относятся к тому далекому времени, когда всей Вселенной было около 2,7 млрд лет от роду. Центры этих галактик они сфотографировали и в других диапазонах волн (Hubble — оптический телескоп): в рентгеновском, с помощью зонда Chandra, и инфракрасном, телескопом Spitzer. И что же? «Скрытые» квазары обнаружились во всех до единой из этих 200 галактик!

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Что еще более важно, детальный анализ формы галактик, видимой на снимках Hubble, показал, что все они являются результатами космических слияний, когда в единое целое слились две галактики и их сверхмассивные черные дыры.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Если взять эти два результата и прибавить предыдущие теоретические предположения, то можно построить уже вполне обоснованную версию природы квазаров. Когда сливаются две крупных галактики со сверхмассивными черными дырами в своих активных центрах, формируется единая — совершенно колоссальная, весом в миллиарды солнц, черная дыра, которая, как ей и положено, начинает с аппетитом поглощать окружающую материю.

Поначалу эта активность может быть не слишком заметной издалека: материя слившихся галактик отлично экранирует происходящее. Однако в один прекрасный день — примерно 100 млн лет спустя — черная дыра, как невиданный пылесос, расчищает пространство вокруг себя, и высокоэнергетические частицы, которые испускают полюса квазара, прорываются наружу. Спустя еще приблизительно такое же время квазар полностью вырабатывает свой ресурс, поглотив основную массу окружающего вещества, и превращается в «обычную» сверхмассивную черную дыру.

Как подтверждают результаты, полученные группой Трейстера, в ранней Вселенной столкновения галактик — и, как следствие, формирование квазаров — было куда более распространенным явлением, чем в сегодняшнем, сравнительно спокойном мире. Хотя бы потому, что галактики тогда находились намного ближе друг к другу.

О другой интересной версии того, откуда берется материя, «воспламеняющая» квазары, читайте в нашей заметке «Идеальное топливо».

pahanh512
pahanh512 03 Апреля 2010, 00:04
Прочитайте пожалуйста ссылку, которую я скопировал из предыдущего обсуждения - там популярно изложено почему меняется длина волны и при чем тут масштабный фактор. Квазар можно принять за инерциальную систему отсчета - так же как условно принимают Землю или Солнечную систему. Тут я скорей всего не понял что вы имеете в виду, так как эти рассуждения вообще никак не соответствовали выводу. Я думаю что длина волны будет меняться в любой инерциальной системе отсчета. Я начал разговор чтобы получить ответ на один вопрос, но чувствую, что ответа не получу - дискуссия явно заходит в тупик. Поэтому разрешите откланяться.
pahanh512
pahanh512 02 Апреля 2010, 09:04
"И где этот наблюдатель может находится? :)" Не думаю что это имеет значение, главное что мыне заметим расширения. "Те же законы, но силы гравитации не дают галактикам разлетаться." Разве длина волны света не должна в этом случае сжиматься, если тут действуют силы одинаковой природы, но противоположные расширению? Расстояние до объектов внутри Млечного пути не измеряют оценкой красного смещения? Тут мы опять приходим к вопросу однородности пространства. Я могу понять то что все пространство растягивается, но факт, что "пространство как бы рождается из ничего" (цитата из научно-популярной статьи на эту тему) у меня в голове не может уложиться. "Энергия НЕ МОЖЕТ ТЕРЯТСЯ!!! Закон сохранения энергии - один из самых фундаментальных!" Я и не утверждаю что происходит чудо и нарушается закон сохранения энергии. Но энергия может переходить в разные виды. В классике это тепловая и потенциальная, например. "Это мы находимся в такой системе отсчёта, в которой фотоны удалёных обектов выглядят смещёными в красную область. В системе отсчёта, в которой находился квазар в момент излучения, энергия тех фотонов не изменилась. " С чего бы мы должны измерять энергию относительно того масштабного фактора, который был на момент излучения? Закон сохранения от нас этого не требует. Вы можете расположить систему отсчета в раличных координатах, придать ей желаемую скорость, но измерения относительно системы отсчета, которая КОГДА-ТО существовала в прошлом - что-то новое. Мы должны измерить энергию в два РАЗНЫХ момета времени относительно независимого наблюдателя, или относительно системы системы отсчета связанной с квазаром (а не энергию которая была бы, если бы расширения не было - почувствуйте формулировку). Для двух моментов времени L1 = R(t)L0 и если мы можем это измерить, то кинетическая энергия фотона W1<W0.
pahanh512
pahanh512 02 Апреля 2010, 00:04
Влад скорей всего говорит о гипотезе "усталости" света. То есть преодолевая расстояние свет теряет энергию, что выражается в увеличении длины волны. Но это объяснение в настоящее время отвергается большинством ученых. Потеря энергии действительно имеет место, так как энергия (и импульс) фотона обратно пропорциональны длине волны. Мы видим, что вследствии расширения длина волны увеличивается, благодаря чему мы видим спектр смещенным в красную сторону. В классической физике потеря энергии происходит благодаря действию диссипативных сил, что происходит в этом случае энергией и импульсом - хороший вопрос.
pahanh512
pahanh512 01 Апреля 2010, 23:04
Заранее прошу прощения за глупые, может быть, вопросы. Тут я полнейший профан, но тема мне очень интересна. VladimirB: "Я не думаю, что есть возможность определить по спектру разницу между одним и другим. Я думаю, что мы наблюдаем красное смещение, которое является суммарным результатом расширения и красного смещения." Насколько я помню интерпретация закона Хаббла на основе эффекта Допплера хорошо описывала ближайшие к нам объекты, но давала большие погрешности для дальних объектов. Если скорости удаления намного больше пекулярных скоростей, почему бы последними не пренебречь? "Нет, такого из изотропности не следует. Изотропность - это равноправность всех направлений. Какое отношение к расширению предметов это имеет?" Тут я скорей всего действительно перепутал изотропность с однородностью. "Потому что мы бы тогда не видели увеличения расстояний, так как в наших единицах измерения они бы не менялись. А если расстояния не меняются - то какое расширение? Расширение - это увеличение расстояний." Ну в моей аналогии расширение происходит, но для постороннего наблюдателя. Я понимаю, что это неверно, так как единица длины меняться не должна. Вот почему это происходит, я не понимаю. "Здесь у Вас ошибка. Расширение Вселенной - это как бы надувание шарика с наклееными на него песчинками. Каждая песчинка - скопление галактик." Галактики и все вещество в нем - то же часть пространства, разве на нее не должны распространяться те же самые законы, что для пространства вне скоплений? Дмитрий Мамонтов: Вы почти угадали то, что я хотел узнать, интересно было бы узнать еще почему гравитационно связанные системы космологическому расширению не подвержены? "Каким образом? Скорость света - фундаментальная константа" В моих рассуждениях она также остается фундаментальной константой, то есть он проходит за одинаковые промежутки времени равные отрезки, только масштаб отрезков меняется со временем.
pahanh512
pahanh512 01 Апреля 2010, 17:04
Хорошо, попробую. Если коротко, суть вопроса заключается в следующем: почему при расширении пространства не изменяется масштаб наших средств измерения расстояния? Если воспользоваться ссылкой, которую вы давали в комментарии к статье "Фабрика звезд", то там можно увидеть следующую формулу: с*dt = R(t)*dx. То есть скорость света также поддается масштабированию (а вместе с ней и наша "линейка"). Подобной зависимостью обладает и расстояние между двумя точками: ds = R(t)*dx Из этого следует, что при любом масштабном факторе, свет пройдет расстояние между двумя точками (при нулевой пекулярной скорости) за одно и тоже время. Но ведь это не так :)
pahanh512
pahanh512 01 Апреля 2010, 15:04
Про публикацию доказательства гипотезы Пуанкаре на страничке Перельмана я увидел в новостях, если это неправда - беру свои слова обратно. Кстати, вы не могли бы прокомментировать мой сегодняшний пост в 10:43. Меня факт расширения Вселенной за счет масштабного фактора приводит к несколько парадоксальным выводам. Думаю не мне одному было бы интересно услышать комментарий, что подтверждают некоторые комментарии к статье.
pahanh512
pahanh512 01 Апреля 2010, 11:04
Дмитрий Мамонтов: Я бы не стал так однозначно судить об истинности взглядов по расположению статьи. Перельман, например, опубликовал доказательство гипотезы Пуанкаре на своей страничке.
pahanh512
pahanh512 01 Апреля 2010, 11:04
спасибо, будем читать..
pahanh512
pahanh512 01 Апреля 2010, 11:04
Frothuss: ну я вряд ли умнее всего научного сообщества :) Ссылка кстати не работает - у меня вылезает ERROR404.
pahanh512
pahanh512 01 Апреля 2010, 10:04
Прошлое сообщение не прошло, поэтому пришлось зайти под своим логином."Не коректно из-за расширения Вселенной, а не из-за пекулярных скоростей" Я об этом и говорю. Эффект Допплера связан с пекулярной скоростью, красное смещение - со скоростью удаления. "А при чём тут изотропность? Вселеная изотропна в пространстве, но во времени меняется. " Изотропность пространства определяет границы применимости наших рассуждений, я лишь подчеркнул этот момент (может и зря). Из изотропности пространства следует, в частности, что увеличению подвергается не просто расстояние между галактиками и пр, но все, что находится в этом пространстве, причем более-менее равномерно в различных точках Вселенной. "Если бы масштаб линейки менялся, то это было бы равноценно стационарной (не расширяющейся) Вселенной" Почему вы так думаете? В моем представлении расширение Вселенной ассоциируется с надуванием шарика - происходит расширение, но вместе с тем увеличиваются и все предметы, относительно которых мы могли бы измерить расстояние. Или другая аналогия: нанесите на эластичный жгут две точки и единичный отрезок. Если вы начнете растягивать жгут, то две точки начнут отдаляться друг от друга, но увеличиться и длина единичного отрезка. В системе СИ метр определяется как расстояние, пройденное светом за 1/3*10E-6 с (примерно). Проведем мысленный эксперимент: пусть две точки отдалились друг от друга на собственное расстояние 1 м, после чего за счет скорости удаления пространство расширилось в два раза. Если аналогии верны, то время потраченное светом для преодоления этих расстояний будет равным, если нет - то в первом случае меньше в два раза, чем во втором. Получим: 1) ds = R(t)*dx; c*dt = R1*dx; R1dx = 1, c = c0*R1 = c0; => dt1=1/c0 2) R2dx = 2, R2=2 => dt2=1/c0 Получим dt1=dt2=const при любых значениях масштабного фактора, а следовательно, вместе с расширением изменяется и линейка, с помощью которой мы оцениваем расстояние между галактиками. Я знаю, что в моих рассуждениях есть ошибка, иначе, расстояние до квазара не могло бы быть равным 11 млрд. световых лет. Вопрос в том, где она?
melteddetech
melteddetech 31 Марта 2010, 09:03
подождите... 11 млрд лет назад этот квазар был в 11 млрд световых лет от нас, расстояние на тот момент между нами росло медленее чем "с", иначе хабл не мог бы наблюдать его в оптическом диапазоне из-за доплера в том числе. при этом мы говорим что скорость убегания обьектов во вселенной начиная с большого взрыва растет. каким образом расстояние между нами и квазаром за 2.7 млрд увеличилось до 11 млрд?
a___a
a___a 30 Марта 2010, 16:03
Новичок Я задавал подобный вопрос в статье "Фабрика звезд" (см. чуть ниже), посмотри в комментах что мне ответил редактор Дмитрий Мамонтов. Если очень кратко - галактики могут разлетаться со скоростями, превышающие световую.
Загрузка статьи...